物質的四種基本狀態是固體、液體、氣體和等離子體，但還有其他狀態，如玻色-愛因斯坦凝聚態和時間晶體，是人造的。
物質的四種狀態（圖片來源：網絡）
物質的三種狀態即固態液態和氣態，融於一杯玻璃杯中。冰塊分子緊密排列、液態水流動。蒸汽分子自由移動
玻色-愛因斯坦凝聚物是一種罕見的物質狀態
物質的五種狀態
物質的五種狀態是一個描述宇宙中一切「物質」的術語。任何占據空間並具有質素的東西都是物質。然而，這個說法實際上已經過時了，因為物質的狀態遠不止這些。其中四種是自然發生的，而其他一些只在實驗室中在極端條件下短暫存在。
物質的四種自然狀態
物質的其他狀態
在實驗室中，科學家們創造了許多其他物質狀態，包括：
物質的組成
所有物質都由原子組成，原子又由質子、中子和電子組成。原子聚集在一起形成分子，這些分子是所有類別物質的基本組成部份。原子和分子都是由一種叫做化學能的勢能維持在一起的。
耶魯大學物理學家在一塊磷酸一銨晶體中尋找離散時間晶體的特征
物質的狀態
物質的狀態是指物質的物理形態，它可以透過溫度和壓力等因素來改變。物質的自然狀態有四種：固體、液體、氣體和等離子體。
固體
固體中的粒子緊密地堆積在一起，因此它們幾乎不動。每個原子的電子都在不斷運動，所以原子有微小的振動，但它們固定在自己的位置上。因此，固體中的粒子具有非常低的動能。
固體有明確定的形狀，以及質素和體積，並且不符合它們所放置的容器的形狀。固體還具有很高的密度，這意味著粒子緊密堆積在一起。
液體
液體中的粒子比在固體中更松散地堆積在一起，並且能夠彼此流動，使液體具有不確定的形狀。因此，液體將符合其容器的形狀。與固體類似，液體（大多數液體的密度低於固體）非常難壓縮。
氣體
氣體中的粒子之間的空間很大，並且具有很高的動能。氣體沒有明確定的形狀或體積。如果不受限制，氣體的粒子會無限地擴散；如果受限制，氣體會擴充套件以填滿其容器。當氣體受到透過減小容器體積加壓時，粒子之間的空間被減小，氣體被壓縮。
等離子體
等離子體由帶有極高動能的高度帶電粒子組成。等離子體在地球上並不是一種常見的物質狀態，但根據傑佛遜實驗室的說法，它可能是宇宙中最常見的物質狀態。像太陽這樣的恒星本質上就是超熱的等離子體球。
惰性氣體（氦、氖、氬、氪、氙和氡）經常被用來制作發光標誌，透過使用電離它們到等離子體狀態。
玻色-愛因斯坦凝聚體
玻色-愛因斯坦凝聚體是一種由玻色子組成的物質，具有宏觀量子效應。玻色子是一種不帶電的粒子，具有相同的質素和動量。
1995年，科學家們首次建立了玻色-愛因斯坦凝聚體。科羅拉多州保特的聯合實驗室天體物理研究所（JILA）的科學家艾歷·科爾尼爾和卡爾·韋曼使用激光和磁鐵的組合，將一小部份銣樣品冷卻到接近絕對零度的溫度。在這種極低的溫度下，分子的運動幾乎停止了。由於幾乎沒有動能從一個原子轉移到另一個原子，原子開始聚集在一起。不再有成千上萬個單獨的原子，只有一個「超原子」。
玻色-愛因斯坦凝聚態被用來研究宏觀量子力學。光線穿過玻色-愛因斯坦凝聚態時似乎會減速，這使科學家能夠研究粒子/波悖論。玻色-愛因斯坦凝聚態還具有許多超流體的性質，即在沒有摩擦的情況下流動的流體。玻色-愛因斯坦凝聚態還被用來模擬可能存在於黑洞中的條件。
其他物質狀態
除了上述四種自然狀態外，科學家們還在實驗室中創造了許多其他物質狀態，包括：
這些新發現不斷重新整理著我們對物質狀態的認知，也開啟了探索材料科學和物理學新領域的可能性。
在極端或異類條件下，許多其他物質狀態已被建立。
例如，2023年5月，科學家們建立了一種「玻色相關絕緣體」，或稱為對稱結晶態的中性電荷。
在2021年，科學家們將水壓縮到超高壓，並用激光轟擊，創造出了「超離子冰」，或者說是一種類似於固態氧格子漂浮在氫原子海洋中的奇特新形式的pO。
同年，發表在【PNAS】雜誌上的研究揭示，在液體和固體之間的轉變過程中，玻璃變成了一種被稱為液體玻璃的新物質狀態。
這些新發現不斷重新整理著我們對物質狀態的認知，也開啟了探索材料科學和物理學新領域的可能性。
液體玻璃：介於固體和凝膠的新奇狀態
在微觀層面，液體玻璃介於固體和一種稱為膠體的類凝膠狀物質之間，膠體是由比單個原子或分子更大的粒子組成的混合物。當一種物質從液體轉變為固體時，分子會排列成晶體結構。但對於玻璃來說，這種情況不會發生，粒子會在結晶發生之前被凍結在原地。研究人員表示，液體玻璃中的粒子比固體玻璃更具柔韌性，但不能旋轉。
康斯坦茨大學軟凝聚態物質理論教授、該研究的資深作者 Matthias Fuchs 在一份聲明中說：「我們的實驗為科學界長期追尋的關鍵漲落和玻璃化凝固之間的相互作用提供了證據。」
以下是一些額外的要點：
科學家們在谷歌的量子計算芯片內創造了一種時間晶體，一種物質的新相，該芯片在量子低溫恒溫器內保持涼爽。
時間晶體和費米子凝聚態：探索超乎尋常的物質狀態
時間晶體：打破平衡定律的武者
費米子凝聚態：攜手共舞的孤芳自賞者
探索未知，開拓新知
這些神奇的物質狀態拓展了我們對物質世界的認知，也為材料科學、物理學等領域帶來新的研究方向和潛在套用。或許有一天，這些實驗室中的奇跡會真正改變我們的世界。
物質的狀態變化：能量的舞動
添加或移除能量會引起物質的物理變化，使其從一種狀態轉變為另一種狀態。例如，向液態水添加熱能（加熱）會使其變成蒸汽或氣體。從液態水中移除能量會使其變成冰（固體）。根據 H.Messel 的【高中縮編科學】，物理變化也可能是由運動和壓力引起的。
融化和凝固
當熱量施加到固體上時，其粒子開始劇烈振動，並相互遠離。當物質達到特定溫度和壓力組合，即其熔點時，固體會開始融化並變成液體。
物質的狀態轉換：熱量與壓力的雙人舞
當兩種物質狀態，例如固體和液體，處於平衡的溫度和壓力時，根據【大英百科全書】，添加到系統中的額外熱量不會導致整個物質的溫度上升，直到整個樣本達到相同的物理狀態。例如，當您將冰塊放入一杯水杯中，並在室溫下放置，冰塊和水最終會達到相同的溫度。隨著冰塊從水傳來的熱量融化，它將保持在華氏32度（攝氏0度），直到整個冰塊融化後再繼續升溫。
從液態到固態：冰點凍結
當熱量從液體中移除時，其粒子會減速並開始沈澱在物質內的某個位置。當物質達到一定壓力下的足夠低溫度，即冰點，液體就會變成固體。
固態直接變氣態：昇華的奧秘
當固體直接轉化為氣體，而沒有經歷液體階段，這個過程稱為昇華。根據美國地質調查局，這可能發生在兩種情況下：一是樣品溫度快速升高到沸點以上（閃蒸），二是物質在真空條件下冷卻進行「凍幹」，使物質中的水分昇華並從樣品中移除。一些揮發性物質會在室溫和壓力下昇華，例如冷凍二氧化碳或幹冰。
幹冰或固體二氧化碳在 -109.3°F (-78.5 °C) 左右的溫度下從固體昇華為氣體
液體變氣體：蒸發與沸騰的舞蹈
蒸發和沸騰：液體的兩種氣化方式
根據【大英百科全書】，液體的汽化可以分為兩種形式：蒸發和沸騰。
蒸發：無聲的液體流失
沸騰：液體的集體沸騰
氣體變回液體：冷凝與沈積
額外的資訊
